Открывайте готовые расчёты в браузере за 2 с (до 300 тыс. DOF) или запускайте тяжёлые задачи до 1,5 млн+ степеней свободы офлайн на Windows и macOS.
Стреловидное крыло БПЛА с винглетом: концевой вихрь, подъёмная сила и сопротивление (CFD)
Внешняя аэродинамика стреловидного крыла БПЛА с концевым крылышком (винглетом) под углом атаки α = 9,5° при скорости потока U_∞ = 35 м/с (несжимаемый RANS k-ω SST): разрежение над профилем, индуктивное сопротивление и сбегающий концевой вихревой жгут.
Беспилотные летательные аппараты самолётного типа используют стреловидные консоли крыла с вертикальными законцовками (винглетами) для ослабления перетекания воздуха с нижней поверхности на верхнюю и снижения индуктивного сопротивления. В данной 3D CFD-модели консоль крыла БПЛА с винглетом под углом атаки α = 9,5° помещена в виртуальную аэродинамическую трубу 800 × 380 × 440 мм. Расчёт выполнен в нативном решателе SU2_CFD с моделью турбулентности Menter k-ω SST при скорости набегающего потока воздуха U_∞ = 35 м/с (ρ = 1,225 кг/м³). Получены распределение избыточного давления торможения на передней кромке (+937,5 Па), пик разрежения над верхней дужкой профиля (−565,9 Па при разгоне потока до 43,79 м/с), интегральные аэродинамические коэффициенты (C_L = 1,1321, C_D = 0,5200) и ядро концевого вихревого жгута по инварианту Q-критерия.
1. Геометрия и конечные элементы
- •Единый твердотельный B-Rep объём расчётной области жидкости (D_fluid = Аэротруба − Крыло): длина по потоку 800 мм (X ∈ [-250, 550] мм), полуразмах 380 мм (Y ∈ [0, 380] мм), высота 440 мм (Z ∈ [-220, 220] мм).
- •Стреловидная трапециевидная консоль крыла БПЛА (полуразмах b/2 = 240 мм, корневая хорда 140 мм, угол установки α = 9,5°) с плавным переходом в концевой винглет.
- •Неструктурированная 3D тетраэдральная сетка Netgen: 19 445 тетраэдров и 4 200 узлов (погрешность объёма 0,00%).
- •Рабочая среда: воздух (ρ = 1,225 кг/м³, динамическая вязкость μ = 1,81×10⁻⁵ Па·с), модель турбулентности Menter k-ω SST.
2. Граничные условия и нагрузки
- •Входное сечение аэродинамической трубы (surface number 1): равномерный профиль скорости U_in = 35,0 м/с вдоль оси +X ([1, 0, 0]).
- •Выходное сечение трубы (surface number 6): граничное условие сброса по статическому давлению p_out = 0 Па.
- •Корневая плоскость симметрии (Y = 0) и внешние стенки рабочей части трубы (грани 2, 3, 4, 5): условие симметрии / непротекания без трения (symmetry).
- •Все внутренние омываемые поверхности крыла и винглета (грани 7–11): вязкая стенка с прилипанием (no-slip wall, u = 0).
3. Результаты расчёта и верификация
- ✓Максимальная скорость потока над верхней поверхностью крыла достигает |U|_max = 43,79 м/с (1,25× скорости набегающего потока) при пиковом разрежении −565,9 Па и давлении в точке торможения на носке +937,5 Па.
- ✓Интегральные аэродинамические нагрузки на полукрыло: подъёмная сила F_L = 6,107 Н (C_L = 1,1321), сила лобового сопротивления F_D = 2,805 Н (C_D = 0,5200).
- ✓За верхушкой винглета отчётливо разрешается сбегающий концевой вихревой жгут с пиковой завихренностью |ω|_max = 2 038,6 с⁻¹ и интенсивностью ядра по Q-критерию Q_max = 5,94×10⁵ с⁻²; дисбаланс расхода между входом и выходом составляет всего 0,02%.
WebCAE позволяет разработчикам БПЛА проводить 3D RANS-расчёты внешней аэродинамики непосредственно по твердотельным B-Rep моделям крыла, оценивая эффективность винглетов, подъёмную силу, сопротивление и вихревой след.
14 дней полного доступа ко всем функциям Pro. Платёж спишется только через 2 недели, если не отменить подписку.
- ✓14 дней триала (0 $ сегодня) (отмена в 1 клик)
- ✓До 1,5 млн+ степеней свободы (прямой sparse-решатель)
- ✓Нативные приложения Windows и macOS (100% offline)
- ✓Нелинейный контакт и устойчивость (Kσ, MITC4, RBE2/RBE3)
Задать вопрос расчётчикам по вашей задаче
Опишите вашу деталь или конструкцию — ответим в течение 2 часов.
Нужна мгновенная консультация по МКЭ или этому кейсу?
Нажмите на кнопку ИИ-чата в правом нижнем углу экрана — ассистент разберёт постановку задачи, формулы сопротивления материалов и команды DSL за 3 секунды.
Другие расчётные кейсы и модели
Проушинное соединение «вилка — тяга — палец» (3 тела)
Большие прогибы гибкого крыла БПЛА под следящим давлением
Фрезерованный стыковой фитинг крыла
